机械课程设计_牛头刨床主传动机构运动分析_雾

机械课程设计_牛头刨床主传动机构运动分析_雾

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1、机械原理课程设计牛头刨床主传动机构设计设计者:学号:专业:机械设计制造及其自动化班级:指导教师:设计时间:31.工作原理及工艺动作过程3牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床,如图1所示。电动机经皮带和齿轮传动(图中未画出),带传动曲柄2和固结在其上的凸轮8.刨床工作时,曲柄2主动,经经导杆1-2-3-4-5-6传动,将曲柄2的旋转运动变换为刨头(刨刀)6的往复直线运动,实现切削运动。刨头右行时,刨刀切削工件7,称为工作行程,该行程在前、后各有一段0.05H的空刀距离,工作行程要求刨刀运动速度慢且在切削工件时近似为匀速,以提高切削质量;刨头左行时,

2、刨刀不切削工件,称为空回程,该行程要求刨刀运动速度快,以提高生产率。刨刀每削完一次,利用回程的时间,经凸轮机构1-8-9、铰链四杆机构1-9-10-11和棘轮1-11-12带动螺旋机构(图中未画出)运动,使工作台连同工件在垂直纸面方向作一次简写进给运动,以便继续切削。图11.原始数据牛头刨床主传动机构的设计数据曲轴转速n=55r/min刨刀工作行程H=380mm行程速比系数K=1.4lo1o2=400mm2.设计要求a.设计一机构将转动变换为移动,以实现刨刀的要求;b.机构在运动过程中具有良好的传力性能。3.设计内容a.根据牛头刨床的工作原理,确

3、定主传动机构的方案;b.根据题目给定的数据进行机构的运动设计,以便确定机构的运动尺寸;c.分析所设计的机构是否满足设计要求,包括运动连续性分析和运动过程中刨头的压力角分析等;d.机构的运动分析,即分析刨刀的位移、速度和加速度;e.绘制一张设计结果图(3号图纸)。作图要求仔细认真,做到正确、整洁。机构的任意一个位置用粗实现表示,二个极限位置用虚f.线表示,其他辅助线用昔时贤表示。图上还应注明比例尺、安装尺寸及必要的说明符号;g.整理设计说明书。4.设计方案(1)机构简图及数据n=55r/min(ω2=5.7596rad/s)H=380mmK=1.4

4、lo1o2=400mm所设计的牛头刨床主传动机构运动简图如图2所示。图2(2)运动分析图二① 曲柄导杆机构(1-2-3-4)运动分析(参考解图3):3图3由解图3-2中封闭向量多边形得:将上式各相量投影到x、y轴上得:⑴⑵由⑴、⑵式可得:⑴、⑵式对时间求一阶导得:⑶⑷联立⑶、⑷式化简得:⑴、⑵式对时间求二阶导得:⑸⑹联立⑸、⑹式化简得:① 导杆滑块机构(1-4-5-6)运动分析(参考解图3):由解图3-2中封闭向量多边形得:将上式各相量投影到x、y轴上得:⑺⑻由⑺、⑻式可得:⑺、⑻对时间求一阶导得:⑼⑽联立⑼、⑽式化简得:⑺、⑻对时间求二阶导得:

5、⑾3⑿联立⑾、⑿式化简得:① 运动分析结果将以上已知尺寸和参数作为固定参量放在excel表的第2行,第3行A、B、C…列分别键入,从第4行开始计算数据:A4格=0;A5格=A4+5,之后利用excel的本列自动递加复制功能,在A列个格中构造间隔为的值。依次按公式进行编辑:Φ4在B4格编入=DEGREES(ATAN((($D$2*SIN(RADIANS(A4))+$B$2)/($D$2*COS(RADIANS(A4))))))lA在C4格编入=($D$2*SIN(RADIANS(A4))+$B$2)/(SIN(RADIANS(B4)))ω4在D4格

6、编入=($L$2*$D$2*COS(RADIANS(A4-B4)))/C4vA在E4格编入=-$L$2*$D$2*SIN(RADIANS(A4-B4))ε4在F4格编入=-(2*D4*E4+($L$2^2)*$D$2*SIN(RADIANS(A4-B4)))/C4Φ5在G4格编入=DEGREES(ASIN(($J$2-$F$2*SIN(RADIANS(B4)))/$H$2))lC在H4格编入=$F$2*COS(RADIANS(B4))+$H$2*COS(RADIANS(G4))SC在I4格编入=($D$2*$F$2/$B$2)+SQRT($H$2

7、^2-(($J$2-($F$2/$B$2)*SQRT($B$2^2-$D$2^2)))^2)-H4-H4vC在J4格编入=-((D4*$F$2*SIN(RADIANS(B4-G4))/$H$2*COS(RADIANS(G4))))在K4格编入=-(D4*$F$2*COS(RADIANS(B4))/$H$2*COS(RADIANS(G4)))aC在L4格编入=-((F4*$F$2*SIN(RADIANS(B4-G4))+D4^2*$H$2*COS(RADIANS(B4-G4))+K4^2*$H$2)/COS(RADIANS(G4)))上面表达式中$

8、F$2、$H$2等表示不随行号变化的常数。② 运动分析结果牛头刨床主运动机构的运动分析结果见附表二。机构的压力角大小等于的值。,由附表可

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